Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
Неоднородность подзолистых почв в биогеоценозах южной тайги
Автореферат докторской диссертации по биологии
|
Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТАИмеющийся фактический материал и его анализ по агрохимическим свойствам почв позволяют сделать заключение, что первые годы сельскохозяйственного освоения подзолистых почв характеризуются наименьшим содержанием углерода (С) в обрабатываемом слое, величинами рНkcl, сопоставимыми со значениями данного показателя для лесной почвы, низким содержанием подвижных форм фосфора и несколько более высоким калия. В течение первого десятилетия содержание углерода возрастает в 1,5-2 раза, реакция среды смещается в сторону слабокислой, в 2-3 раза увеличивается содержание Р2О5. Существенных различий в содержании К2О в обрабатываемом слое при разной продолжительности освоения не отмечается. Характер распределения углерода в пахотном слое (падение с глубиной) сходен на данной стадии освоения с лесной почвой, однако в целом пахотный горизонт по данному признаку характеризуется меньшей дифференциацией. Профильное распределение подвижных форм фосфора на пашне отличается от такового в лесной почве и характеризуется уменьшением содержания Р2О5 с глубиной. Обратная картина наблюдается в случае К2О. В целом сравнительный анализ лесной и пахотной почв исследованных биогеоценозов показывает, что для каждой из сравниваемых глубин по всем изученным показателям обрабатываемые почвы заметно отличаются как по средним значениям, так и по дисперсиям от лесных. Причем значения дисперсий по всем глубинам для данных свойств на пашне выше, чем под лесом, и в большинстве случаев эти различия достоверны с уровнем значимости 5%. Таким образом, уже на ранних стадиях освоения обследованные подзолистые почвы по агрохимическим показателям заметно отличаются от своих целинных аналогов. При этом для них характерно невысокое содержание углерода, средняя обеспеченность питательными элементами, смещение реакции среды в сторону слабокислой. По таким показателям, как содержание углерода, подвижных форм фосфора и величина рНkcl, отмечается определенная катенарная дифференциация обрабатываемых почв.
Представленная информация позволяет утверждать, что формирование пахотного слоя на начальных этапах окультуривания подзолистых почв характеризуется высокой степенью неоднородности слагающего его материала как в морфологическом, так в агрофизическом и агрохимическом отношениях. Процесс сельскохозяйственного освоения сопровождается активной трансформацией почвенной массы в направлении ее гомогенизации и при этом может осложняться конкретным местоположением почв в пределах катены.
4-2. Роль микрорельефа в формировании неоднородности подзолистых почв агроценозов.
Наряду с неоднородностью, возникающей в результате сведения леса и последующего сельскохозяйственного освоения территории, о чем шла речь выше, в агроценозе сохраняется влияние факторов неоднородности пролонгированного действия. Из них следует выделить один из основных - микрорельеф.
Объектом изучения был участок поля под многолетними травами. Этот участок представляет собой достаточно выположенную территорию с небольшим общим уклоном (1-2о) юго-восточной экспозиции. Отличительная особенность почвенного покрова - наличие достаточно большого количества блюдцеобразных микрозападин разной линейной протяженности (до нескольких десятков метров). Как показали подсчеты, такие западины могут занимать до 7-10 % (иногда и более) общей территории, представляя собойа в сложившихся условиях доминирующий фактор, приводящий к неоднородности почв и почвенного покрова в агроценозе. Для решения поставленной задачи была заложена полукилометровая трансекта, вдоль которой с разным шагом опробования было обследовано свыше 70 прикопок и траншея. Применяли шаги опробования 20 м, 2 м и 0,2 м. Общая линия опробования была заложена таким образом, что на ее оси оказались элементы микрорельефа разного уровня и протяженности - от единиц (траншея) до нескольких десятков метров. Шаг опробования определялся как реальной природной обстановкой, так и опытом предыдущих работ.
Детальный анализ морфологического строения всех имеющихся срезов верхнего полуметрового слоя позволил в пределах одного поля типизировать обследованные профили по глубине обработки, режиму увлажнения и степени гомогенизации материала (табл.1). Поэтому роль микрорельефа в создании неоднородности пахотных почв оценивалась с двух позиций: на сколько существенен выбор шага опробования, с одной стороны, и выявление статистических отличий между выделенными типами строения профилей, напрямую связанных с наличием на исследованном участке микродепрессий.
Таблица 1. Схема типизации строения почвенных профилей
|
ТСП |
Критерий |
||
Мощность обрабатываемого слоя, см |
Режим увлажнения |
Степень гомогенизации материала |
|
1 |
? 20 |
Автоморфный |
Гомогенный |
2 |
> 20 |
Автоморфный |
Гомогенный |
3 |
? 20 |
Гидроморфный |
Гомогенный |
4 |
> 20 |
Гидроморфный |
Гомогенный |
1? |
? 20 |
Автоморфный |
Гетерогенный |
2? |
> 20 |
Автоморфный |
Гетерогенный |
3? |
? 20 |
Гидроморфный |
Гетерогенный |
4? |
> 20 |
Гидроморфный |
Гетерогенный |
Основное внимание было уделено особенностям поведения отдельных почвенных свойств вдоль трансекты. Статистическая обработка полученных результатов позволяет сделать одно общее замечание, касающееся того, что в пределах микрозападин разных размеров вариабельность отдельных свойств может быть ниже по сравнению с общей линией опробования. Но именно само наличие микрозападин и приводит к увеличению значений дисперсий для общей линии ввиду очевидных различий между линиями в величинах средних.
Анализ коррелятивных связей между разными показателями на разных глубинах показывает достаточно сложную и неоднозначную их структуру (табл.2). Вместе с тем можно заметить и некоторые общие черты в характере возникающих связей для всех случаев, например, постоянство связи С-рН на глубине 25 см или определенную устойчивость связи С-К2О на глубине 15 см. Для всех глубин наблюдается прочная связь величин рН между собой. Не исключено, что наличие коррелятивных связей в отдельных случаях обусловлено не причинно-следственными отношениями, а попаданием в выборки разнокачественного материала, принадлежащего разным горизонтам, что особенно характерно как раз для глубины опробования 25 см. Число связей убывает в ряду изученных свойств следующим образом: С-рН-К2О-Р2О5-W. Эта зависимость сохраняется для каждого из примененных шагов опробования. Наблюдаемые различия в средних, дисперсиях и характере коррелятивных связей в немалой степени определяются генезисом обследованных микрозападин. Так, микрорельеф, обязанный своим существованием непосредственно агротехнике - форма нестабильная во времени и пространстве (лблуждающий микрорельеф) - представляет собой весьма динамичный и незрелый элемент неоднородности почвенного покрова. В то же время более обширные по размерам западины, унаследованные почвенным покровом от целины, выступают в качестве устоявшегося пространственного фактора неоднородности. Приведенный анализ полученных результатов свидетельствует в пользу того, что неоднородность почвенного покрова, унаследованная от предшествующих этапов почвообразования, не только не нивелируется приа земледельческом освоении территорий, но со временем даже существенно возрастает.
В методическом отношении интерес представляет то обстоятельство, что подробное обследование участков протяженностью в несколько десятков метров не всегда может дать представительную картину состояния почвенного покрова агроценоза в целом. Это со всей очевидностью подтверждает сравнительный анализ по различным показателям, включая и структуру коррелятивных связей, общей линии опробования с ее отдельными частями. Исходя из полученных результатов, можно рекомендовать параметры опробования: при линейном обследовании - не менее 50-60 м, при площадном не менее 0,25 га.
Выделенные типы строения профилей согласно критериям мощность пахотного слоя и режим увлажнения находятся в достаточно хорошем соответствии с поведением ряда исследованных свойств. В первую очередь это касается средних значений изученных показателей. На фоне относительно выровненного содержания углерода гидроморфные аналоги характеризуются меньшим содержанием подвижных форм соединений фосфора, но более высоким - калия, более низкими величинами рНkcl. Эти закономерности отмечаются практически для всех глубин. В дополнительно выделенных типах строения профилей согласно критерию гомогенность также было проанализировано поведение рассматриваемых в работе показателей (табл.3). Самым неожиданным при сравнении ТСП, выделенных по названному критерию, оказался результат анализа вариабельности исследуемых свойств. Выяснилось, что практически для всех показателей и по всем глубинам дисперсия свойств (за исключением величин рНkcl) в гетерогенных вариантах ниже по сравнению с относительно однородными (гипотеза об однородности дисперсий по Бартлетту практически во всех случаях отвергается с a = 0.05). Причиной появления такого, на первый взгляд, несоответствия может служить несколько обстоятельств. Прежде всего, морфологическая однородность (в нашем случае в пределах каждого из выделенных типов) не есть обязательное условие однородности агрохимических показателей. Не исключено также, что морфологическая однородность в рамках одного профиля перекрывается неоднородностью этих профилей в пределах поля и наоборот (лоднородная неоднородность). Природная вариабельность свойства, обусловленная в том числе морфологической неоднородностью, существенно изменяется также при антропогенном воздействии (неравномерное внесение удобрений, извести). Причем внесение извести, судя по всему, на начальном этапе усугубляет исходную неоднородность, тогда как внесение фосфорных и калийных удобрений нивелирует ее и даже перекрывает (т.е. во времени они срабатывают быстрее, чем известь). Вероятно, в случае с кислотностью сказывается и определенный консерватизм данного свойства.
Таблица 2. Статистически значимые связи в ряду изученных свойств по результатам корреляционного анализа
Линия опробования |
Шаг опробо-вания, м |
Связь разных свойств на одинаковых глубинах, см |
Связь одинаковых свойств на разных глубинах, см |
||||
|
5 |
15 |
25 |
5Ц15 |
15Ц25 |
5Ц25 |
||
|
Общая |
20 |
СЦР2О5 |
СЦК2О |
СЦрН |
рН, С, К2О, W |
рН, Р2О5, К2О |
рН, К2О, W |
|
1 |
2 |
нет |
СЦК2О, СЦW |
СЦрН, СЦР2О5, СЦК2О, СЦW, WЦК2О, WЦрН |
рН, Р2О5, W |
рН, Р2О5, К2О |
рН |
|
2 |
2 |
СЦР2О5*, К2ОЦР2О5, К2ОЦрН* |
СЦК2О*, К2ОЦР2О5, К2ОЦрН*, СЦР2О5* |
СЦрН, Р2О5-К2О*, Р2О5ЦрН* |
К2О* |
К2О*, С* |
К2О*, Р2О5* |
|
3 |
2 |
СЦР2О5*, К2ОЦР2О5*, Р2О5ЦрН* |
СЦК2О*, СЦW, СЦР2О5* |
СЦрН, СЦК2О, К2ОЦР2О5, СЦР2О5*, рНЦР2О5*, рНЦК2О* |
рН, Р2О5, С |
рН, К2О* |
рН, К2О |
|
Траншея |
0,2 |
СЦК2О, рНЦК2О, рНЦ Р2О5, рНЦС* |
СЦК2О |
СЦрН*, СЦР2О5, Р2О5ЦК2О* |
рН, С |
К2О* |
К2О* |
* - коэффициенты корреляции незначимо отличны от нуля.
Таблица 3. Некоторые статистические характеристики изученных свойств для восьми типов строения профилей
|
ТСП |
n |
Показатель |
Глубина, см |
|||||
5 |
15 |
25 |
||||||
x |
s2 |
x |
s2 |
x |
s2 |
|||
1 |
10 |
а W, % |
24,14** |
5,6100 |
24,92*0 |
14,1200 |
19,20*0 |
8,0300 |
1? |
8 |
22,86** |
6,8500 |
21,78*0 |
6,0300 |
19,60*0 |
2,8200 |
|
2 |
2 |
22,15** |
1,8100 |
23,75** |
1,1300 |
21,50** |
0,1800 |
|
2? |
4 |
25,18** |
10,0300 |
25,90** |
10,5000 |
23,38** |
4,4200 |
|
3 |
13 |
36,78** |
16,2300 |
34,42*0 |
93,6100 |
22,33** |
10,6900 |
|
3? |
16 |
36,01** |
37,8800 |
31,41*0 |
60,7200 |
22,63** |
16,8700 |
|
4 |
13 |
32,68** |
1,2000 |
33,28*0 |
5,3900 |
28,68** |
43,5100 |
|
4? |
6 |
32,77** |
5,8400 |
30,48** |
22,2800 |
31,35** |
15,4300 |
|
1 |
10 |
С, % |
1,69** |
0,1700 |
1,68*0 |
0,4500 |
0,32*0 |
0,0300 |
1? |
8 |
1,00** |
0,0100 |
0,89*0 |
0,0600 |
0,28*0 |
0,0300 |
|
2 |
2 |
1,64** |
0,0300 |
1,78** |
0,0200 |
1,26** |
0,1100 |
|
2? |
4 |
1,24** |
0,0100 |
1,13** |
0,0500 |
0,78** |
0,0100 |
|
3 |
13 |
1,84** |
0,1200 |
1,30** |
0,3400 |
0,20** |
0,0400 |
|
3? |
16 |
1,11** |
0,0300 |
1,03*0 |
0,1300 |
0,24** |
0,0300 |
|
4 |
13 |
1,69** |
0,0400 |
1,36** |
0,2300 |
1,07** |
0,1700 |
|
4? |
6 |
1,20** |
0,0300 |
1,41** |
0,0200 |
0,90** |
0,0300 |
|
1 |
10 |
рНKCl |
5,68** |
0,60*0 |
5,55** |
0,3300 |
4,78*0 |
0,2200 |
1? |
8 |
5,87** |
0,91*0 |
5,39** |
1,0900 |
4,75** |
0,5400 |
|
2 |
2 |
5,75** |
0,13*0 |
5,33** |
0,0600 |
5,45** |
0,0500 |
|
2? |
4 |
6,45** |
0,84*0 |
5,95** |
1,1700 |
5,48** |
1,0800 |
|
3 |
13 |
5,25** |
0,29*0 |
4,81*0 |
0,3300 |
4,12** |
0,0100 |
|
3? |
16 |
5,44** |
0,28*0 |
5,11** |
0,2600 |
4,61** |
0,2600 |
|
4 |
13 |
5,40** |
0,12*0 |
5,15** |
0,1000 |
4,79** |
0,0600 |
|
4? |
6 |
5,43** |
0,53*0 |
5,15** |
0,3600 |
5,10** |
0,4300 |
|
1 |
10 |
P2O5, мг/100г почвы |
29,72** |
434,300 |
24,26*0 |
178,000 |
16,02** |
186,300 |
1? |
8 |
25,59** |
78,800 |
24,43*0 |
137,300 |
14,94** |
39,100 |
|
2 |
2 |
53,10** |
7,200 |
53,55** |
61,600 |
26,00** |
144,500 |
|
2? |
4 |
22,56** |
119,400 |
26,98** |
93,300 |
16,28** |
22,300 |
|
3 |
13 |
24,01** |
143,600 |
23,48*0 |
373,900 |
11,28** |
12,600 |
|
3? |
16 |
19,62** |
9,700 |
18,03*0 |
9,100 |
15,23** |
35,400 |
|
4 |
13 |
27,89** |
77,700 |
25,42*0 |
47,600 |
20,84** |
95,900 |
|
4? |
6 |
19,15** |
9,600 |
25,45** |
44,600 |
21,12** |
23,500 |
|
1 |
10 |
К2О, мг/100г почвы |
5,42** |
8,3300 |
5,70*0 |
14,04*0 |
5,20** |
5,94*0 |
1? |
8 |
4,53** |
5,0300 |
5,40*0 |
6,18** |
4,55** |
4,09*0 |
|
2 |
2 |
6,52** |
0,2200 |
8,96** |
23,19** |
8,83** |
4,35** |
|
2? |
4 |
3,62** |
2,3000 |
4,00** |
1,27*0 |
3,91** |
7,16** |
|
3 |
13 |
7,62** |
11,1500 |
6,29*0 |
5,10*0 |
5,56** |
2,76*0 |
|
3? |
16 |
6,49** |
6,4300 |
7,03*0 |
8,04*0 |
4,94** |
6,43*0 |
|
4 |
13 |
7,93** |
5,5500 |
7,69*0 |
6,19*0 |
7,89** |
7,67*0 |
|
4? |
6 |
4,78** |
0,2500 |
7,01** |
3,55*0 |
8,43** |
2,27*0 |
n - объем выборки, x - среднее арифметическое, s2 - дисперсия, * и ** - критерий однородности средних и дисперсий (по Бартлетту) значим соответственно с ?=0,05 и ?=0,01.
Изложенный материал позволяет сделать некоторое заключение в более широком плане. Мы видим, что формирование пахотного слоя идет в условиях
|
Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии